《光合作用》PPT课件

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1、3.景天酸代谢途径（Crassulaceanacidmetabolism，CAMpathway）3.1CAM途径的特征及在植物界的分布特征：夜间固定CO2，产生有机酸；白天脱羧释放CO2，进行碳同化。分布：已发现26科，几百种被子植物及某些蕨类植物通过CAM途径固定CO2。CAM植物特点：起源于热带干旱环境中，具有肉质茎、叶，叶片表面有较厚的角质层，叶肉细胞有很大的液泡.如仙人掌,菠萝,兰花等。Crassulaceanacidmetabolismpathway夜间气孔张开吸收CO2,PEP羧化形成草酰乙酸,还原为苹果酸后,储藏在液泡中,叶片酸化,并维持较低渗透

2、势保存水分。PEP由多糖经糖酵解产生。3.2CAM代谢途径的反应过程白天气孔关闭,苹果酸从液泡转移出来脱羧,经Calvin环同化CO2。丙酮酸进一步合成淀粉。是另一种形式的浓缩CO2机制。3.3CAM途径的调节CAM植物中PEPC在夜间表现活性，在白天钝化。由内生昼夜节奏控制的磷酸化和去磷酸化调节活性：夜间被蛋白激酶磷酸化，对苹果酸不敏感，表现活性,同时夜间PEPC的正效应剂G-6-P增加,也促进其活性。日间在酯酶作用下去磷酸化，对苹果酸敏感，活性被苹果酸抑制。这样就避免了苹果酸脱羧和PEP羧化的无效循环。特性C3植物C4植物CAM植物代表植物典型的温带植物，

3、小麦，菠菜，大豆，烟草典型的热带，亚热带植物，玉米，高粱，甘蔗，苋属典型的旱地植物，仙人掌，兰花，龙舌兰叶片解剖结构维管束鞘细胞不发达，内无叶绿体，仅叶肉细胞中一种类型叶绿体。维管束鞘细胞发达，内有叶绿体，具二种不同类型的叶绿体。维管束鞘细胞不发达，叶肉细胞中有大液泡。叶绿素a/b约3约42.5-3碳同化途径C3循环在不同细胞中存在C3和C4二个循环在不同时间的二个循环CO2受体RuBP细胞质中PEP；维管束鞘细胞中RuBP。暗中PEP；光下RuBP催化CO2羧化反应的酶活性高Rubisco酶活性在叶肉细胞中有高PEPC酶活性；在维管束鞘细胞中有高Rubisc

4、o活性。暗中有高PEPC酶活性；光下有高Rubisco酶活性。光合初产物PGA草酰乙酸暗中草酰乙酸；光下PGA光呼吸高光呼吸低光呼吸低光呼吸光合最适温（℃）较低，约15～30较高，约30～47～35光饱和点1/4～1/2日照强度下饱和强光下不易达到光饱和状态同C4植物CO2补偿点（l·L－1）高CO2补偿点（40～70）低CO2补偿点（5～10）～5，晚上对CO2有高度亲和性光合速率（CO2mol·m-2·s-1）10～2525～501～3蒸腾系数及耐旱性大（450～950）耐旱性弱小（250～350）耐旱光照下：150～600；暗中：80～100,极耐

5、旱光合产物运输速率相对慢相对快-光合净同化率（g·m－2·d－1）～2030～40变化较大C3C4CAM植物光合特性的比较不同植物的光合碳代谢是长期进化的结果，是对特定生态环境的适应。C3植物多分布在温带地区，而C4植物多分布在热带亚热带地区，CAM植物则主要分布在干旱沙漠地区。不同代谢途径不是绝对分开，某些植物属于C3-C4中间植物。解剖结构：都有含叶绿体的BSC层，但壁不如C4植物厚。CO2补偿点、光呼吸:介于二者之间。羧化酶分布：PEPC和Rubisco在两种细胞中都有。CO2同化途径：以C3途径为主,有一个有限的C4环。某些典型的C3、C4植物植物在环

6、境条件变化或发育的不同阶段,也会在C3和C4途径之间转换.如:C3植物烟草感病后,幼叶出现C4途径.C4植物玉米幼叶具有C3植物特征,第5叶时才具有完全的C4植物特征.CAM植物冰叶日中花,水分充足时,以C3途径同化CO2,高温缺水时,是典型的CAM植物能量转变贮能物质转变过程反应部位是否需光光能电能活跃化学能稳定化学能量子电子ATP,NADPH碳水化合物光能吸收传递电子传递碳同化光化学反应光合磷酸化PSII,PSI颗粒类囊体膜叶绿体基质需光受光促进受光促进光合作用中的能量转化总结:4.蔗糖与淀粉的合成4.1蔗糖合成与调节(在细胞基质中进行)蔗糖磷酸合酶途径G

7、-1-P＋UTPUDPG＋PPiUDPG焦磷酸化酶UDPG＋F-6-PS-6-P+UDP蔗糖磷酸合酶(SPSase)S-6-P＋H2O蔗糖＋Pi蔗糖磷酸磷酸酯酶(SPPase)DHAP+GAPF-1,6-BP醛缩酶F-1,6-BPF-6-P+Pi果糖1，6二磷酸酯酶F-6-PG-6-PG-1-P异构酶,变位酶调节酶:果糖1，6二磷酸酯酶(FBPase)丙糖磷酸促进其活性，F-6-P、Pi抑制其活性。通过控制F-2.6-BP的量控制FBPase的活性。F-2.6-BP是FBPase的强抑制剂。植物体内存在F-6-P2K和F-2,6BP酯酶。蔗糖磷酸合酶(SPSa

8、se)的特性和调节是受磷酸化调节的酶。